老鼠和兔相差几岁

庄子曾经说过，夏虫不可以语于冰者，笃于时也。把这个概念用于大象和老鼠也是适用的。大像重几吨，老鼠重几十克，两者相差十万倍；大象能活将近一百年，而老鼠只能活两年，两者相差五十倍。从这个意义上说，大象和老鼠的大小是显而易见的。事实上，这也是进化中的一个大和小的问题。

大象与老鼠的时间异同

生物进化首先表现在时间上的差异。大型动物可能活得更长，而小型动物可能活得更短。从这个角度来看，大象和老鼠是不同的，但它们在某些时候是相同的。包括人类在内的所有哺乳动物在时间和体重上都有一定的比侧关系。这里提到的时间是生物或生理时间，如寿命、活动时间、生长时间、性成熟时间、胎儿在母体中的生长时间等。然而，哺乳动物的时间首先与体重有关。它们的基本关系是，生物时间与体重的1／4次方成正比。1／4次方即平方根的平方根，当动物的体重变为原来的16倍时，时间(寿命)就会变为原来的2倍。

从哺乳动物做事的时间来看，动物越重，做事情的时间就越多，所以大象的动作笨拙而缓慢，老鼠的动作灵敏而迅速。大象孕育胎儿的时间为18～22个月，大约是其体重的1／4次方；老鼠的孕期约为1个月，胎儿在母体内的时间大约也是其体重的1／4次方。不仅如此，动物性成熟时间和寿命也遵循1/4次方的规律。

似乎我们可以找到大象和老鼠的寿命不同的原因。因为生命周期是由生物周期决定的，生物周期是由有机体的重量决定的。因此，动物越重，其生命周期（包括各种生理活动周期）就越长，寿命也就越长。老鼠，较轻的动物，则寿命较短。

由于老鼠的生命寿限较短，所以大象在老鼠面前完全有“夏虫不可以语于冰”的优越。那么，它们都活完一生后，在时间上有如此大的差异，在感觉上就可能有完全不同的“人生”。不过，子非鱼，又焉知鱼之不乐？因为，这只是大动物和小动物在时间上的差异。

然而，无论动物大或小，在时间的某些方面它们又有惊人的相似性。主要是动物器官总的运动次数。例如，如果把动物的任意两个与时间有关的现象相除的话，这种时间就会很相似，而与动物的体重无关。如果用心跳间隔除以呼吸间隔，在每次呼吸间隔里，心脏会跳动4次。无论是大象还是老鼠，这种器官的活动时间是相同的。此外，通过将寿命除以心跳间隔，每只哺乳动物一生的心跳大约是20亿次。然而，大象能活100年，单位时间内心率较慢；而老鼠只活2年左右，单位时间内心率较多。

细胞大小的异同

众所周知，生物的基本要素是细胞，细胞形成组织器官，器官形成系统，从而完成各种生理功能。由于大象的体重大约是老鼠的10万倍，组成它们身体和器官的细胞可能有很大的不同。当然，大象的细胞很大，而老鼠的细胞很小。

如果我们从中推断，我们会认为这是理所当然的。事实上，大象的细胞几乎和老鼠的细胞一样大，细胞的直径一般是10微米。不仅如此，各种动物细胞的大小基本相同，即大象的心脏细胞几乎和老鼠的一样大，大象的脑细胞几乎和老鼠的一样大。这是为什么？

大象之所以大，是因为它们细胞多；老鼠之所以小，是因为它们细胞少。但这并没有涉及到为什么大象和老鼠有同样大小的细胞，而所有哺乳动物都有同样大小的细胞。因此，它也提出了一个重要的问题：什么决定了细胞的大小？

要回答这个问题，我们需要从细胞的组成开始。人体内约有1亿个细胞，就像其他动物细胞一样，每个细胞都有一个细胞核（DNA），其中 着最重要的遗传信息，因为只有细胞核中的遗传信息才能使各种生物繁殖和世代相传。而且，每个细胞核内的遗传信息是相同的。因此，包括人类在内的生物遗传信息在大量细胞中被重复。那么，为什么动物会选择如此复杂的方式来传递基因信息呢？

假如换一种方式，比如，每个人就是一个大细胞，只含有一个细胞核，再由细胞核中的遗传信息产生核糖核酸(RNA)，后者是蛋白质的设计图，再把这种设计图运送到全身各处，各处的组织按RNA的蓝图来生产蛋白质。如果这样，生物就需要有一个巨大的畅通的输送系统。但是，RNA是不能靠扩散来运输的，因为，即使是像酶那样比RNA还小的分子通过扩散的输送更大距离也只有1～2厘米。而像RNA这样的大分子的扩散系数只有氧的1／100，所以更大的扩散距离也只有几十微米。

显而易见，要把遗传信息和加工程序输送到全身，生物就必须要有庞大的运输系统，这显然会让生物不堪重负。于是，生物就选择了另一种方式，通过在全身各个角落都拥有大量的DNA，再由DNA产生RNA来完成遗传信息的复制和传递。但是，光有DNA是不行的，因为的DNA容易受到破坏，因此还必须把DNA装在一个类似袋子的器具中，这个器具就是细胞。

那么，细胞为了完成各种功能，它的大小就没有太多的选择余地。美国杜克大学的研究人员通过模型算出了组成细胞的各种物质的比例。细胞是由细胞膜、细胞质和细胞核组成。细胞是一个球状，如果细胞核DNA(RNA和其他信息)需要输送，一般是呈放射状扩散。因此包围细胞核的细胞质如果不持续地接受一定量 ，就不能存活。通过这种关系，研究人员计算出，细胞质内的总信息量要与细胞直径的5次方成正比。

另一方面，细胞核产生信息的能力也要与核的体积成正比，也即与细胞的体积成正比。经过计算，发现细胞核信息的产生量应当与细胞直径的3次方成正比。因此，细胞 生产能力和扩散速度之间就有一种供需平衡的关系。如果细胞的直径增大了一些，细胞体积也增加了，则细胞核 生产能力就会供不应求；如果细胞的直径减小了一些，细胞体积也会缩小，则细胞核生产 就会供大于求，造成浪费。

所以，细胞的大小是由细胞核 生产能力和扩散速度决定的，这就决定了细胞的直径一般为10微米。这也就是为何大象和老鼠的细胞大小基本一致的原因。大象之所以大是因其器官大，而器官的大是由细胞的数量来决定，与细胞的数量成正比，而与细胞的大小无关。所以，这种现象也称为“细胞体积的守恒定律”。

定向进化有争议

动物的大与小既有优点，也有劣势，大象和老鼠就是典型的例子；

一般来说，动物长得更大有许多优点，所以有人认为自然界有向大物体方向进化的趋势，因为象这样的大动物有许多小动物没有的优点。例如，动物越大，就越能忍饥，因为当它们饿的时候，它们可以消耗体内储存的脂肪。此外，大型动物可以走得很快，活动范围也很广，因此它们可以不断地移动，寻找一个良好的环境。因此，大型动物具有较强的应对饥饿、寒冷、炎热的夏季和干旱的能力。当然，大型动物的耐旱能力也取决于它们相对较低的体表失水量。

正如上面所说，大象之所以大是因为组成其身体的细胞数量之多，其他大型动物也是如此。由于细胞数量多，大型动物就能够把多余的细胞用于新机能的开发。此外，大型动物的代谢率低于基准水平，能量就有富余，可以用于充分发展智能，比如人和海豚。

此外，动物的体型大也意味着强大，这是由其奔跑的速度和力量的强度所决定的，它们在生物圈中的竞争优势很明显。在美国热带草原上，动物的喝水就是根据体型的大小来划分先后的。先是大象喝水，然后才是犀牛、河马、斑马等。

如此，就有一种推论，还是大象的生存能力强，而老鼠的生存能力差。而且，如果体型大是一件好事的话，自然界的进化就会呈现定向进化——世界上将来只会剩下大型动物，如大象，不会有小动物，如老鼠。但是，现实的情况并非如此，将来的情况也并非如此。

事实上，现在地球上生活着许多小动物，它们的数量和数量是大象等大型动物无法比拟的。原因首先在于生物学的多样性，其次是小鼠的特性。有许多小动物的寿命很短，它们更容易在短时间内变异并产生新的物种。同时，由于小动物数量众多，它们有很大的机会离开后代。它们以对环境的灵活性和适应性而闻名，这也是它们生存的法宝。

所以，大象的大与老鼠的小既有差异，又有相似，还可以井水不犯河水。

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